CN105570824B - 一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,包括多个采光罩、连接该采光罩的导光管和连接在导光管末端的漫射器,其特征是,还包括调光装置和自动调光控制系统,导光管包括多个独立导光管连接而成的纵向导光管、分向导光管和斜向导光管;纵向导光管从上延伸至地下车库处,分向导光管一端连接纵向导光管,另一端延伸至室内和阴面遮挡区,相邻的纵向导光管通过斜向导光管贯穿楼层连接;纵向导光管和斜向导光管连接的节点处设有调光装置;自动调光控制系统与调光装置连接,自动调光控制系统控制调光装置来调节节点处光通量大小。本发明能够将导光管中富余的光照分流给相邻导光管,通过多节点互补使建筑群间的阴面遮挡区光照均匀分布。

Description

一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统
技术领域
本发明涉及一种导光管采光系统,尤其涉及一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,属于太阳能光导照明技术领域。
背景技术
随着社会的发展,化石燃料日渐枯竭,取而代之的新兴能源领域中,太阳能的应用逐渐引发人们的广泛关注。导光管采光光照系统始于上世纪80年代末,目前在国外是普遍流行的一种新型日光光照系统。导光管采光系统,其基本结构都是在屋顶有采光装置,通过导光管连接采光装置到室内,室内导光管末端设置漫射器,其工作原理是,光线由屋顶采光装置进入管道,在导光管道内经数次反射后通过天花板上的通光孔照射到漫射器上,然后进入室内提供光照,得到由自然光带来的特殊照明效果,是一种绿色健康、节能环保的新型光照产品。
目前建筑物的层高很高,太阳在空中由东向西的运行过程中,高层建筑群中前端朝阳的建筑的楼顶、东西两侧和朝阳面上可以接收到充足的直接太阳辐射,背后的建筑高层也可以接收到充足的太阳光,但低层被遮挡区的楼层采光条件极其糟糕。为了消除如今高层建筑群间的阳光遮挡效应,节约电能,避免用电光照带来的安全隐患,人们充分利用导光管光照系统给高层建筑群间的室内、阴暗遮挡区和地下车库光照。
中国实用新型专利CN 203893063 U公开了一种厂房光导照明设备,中国实用新型专利CN 203349147 U公开了一种隧道导光管采光装置,这些导光管采光方式都是通过在建筑上方(厂房房顶或隧道上方)设置采光装置将自然光导入室内,但是太阳光在不同时刻光照亮度是有变化的,仅通过在建筑上方设置采光装置并不能充分利用太阳光,而散射在建筑内的光照亮度也是不可调的,且都考虑单个建筑内的光线传导,未考虑多个建筑组成建筑群后的建筑间相互遮挡效应。
因此,为了消除如今高层建筑群间的阳光遮挡效应,有必要提供一种根据光照强度不同调整导光管光路走向的建筑群间多节点互补式导光管采光系统,能够针对建筑群和光照亮度的特点,充分利用太阳光为建筑群的阳光遮挡区提供均匀稳定的光照。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,解决了现有技术中建筑群间阳光遮挡效应的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,包括多个采光罩、连接该采光罩的导光管和连接在导光管末端的漫射器,其特征是,还包括调光装置和自动调光控制系统,所述导光管包括多个独立导光管连接而成的纵向导光管、分向导光管和斜向导光管,纵向导光管从上延伸至地下车库处,分向导光管一端连接纵向导光管,其另一端延伸至室内和阴面遮挡区,相邻的纵向导光管通过斜向导光管贯穿楼层连接;所述纵向导光管和斜向导光管连接的节点处设有所述调光装置;所述自动调光控制系统与调光装置连接,自动调光控制系统控制调光装置来调节节点处光通量大小。
进一步的,所述采光罩均匀分布在建筑物的楼顶、朝阳面和东西两侧的外立面处。
进一步的,纵向导光管沿着电梯井或通风管道纵向设置,斜向导光管沿着楼梯走道设置,分向导光管分别设于室内吊顶上和建筑群的阴面遮挡区外立面。
进一步的,所述调光装置包括相连的遮光板和电动控制器,遮光板为滑动板或蝶形阀形状,电动控制器控制遮光板开合能够调节导光管透光通道截面积进而来调节透过的光通量。
进一步的,还包括多个光照强度传感器,所述光照强度传感器分别设于建筑物外、室内、阴面遮挡区和地下车库,光照强度传感器分别与自动调光控制系统连接。
进一步的,所述自动调光控制系统通过无线通讯方式连接调光装置,所述无线通讯方式包括Zigbee、WIFI和红外。
进一步的,还包括防雨套,所述防雨套连接采光罩和导光管,且连接处均设有密封圈。
进一步的,还包括固定环,所述固定环连接导光管和漫射器,且连接处均设有密封圈。
进一步的,所述导光管为直管或者弯管,弯管的弯曲角度为0°~90°。
进一步的,所述导光管的连接节点处为卡扣连接,独立导光管的两端设有凸槽,相邻的独立导光管通过凸槽形成卡扣连接固定,且连接处设有密封圈。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
1、本发明通过将分向导光管分布在建筑群的阴面遮挡区外立面,能够将前排建筑物光照处接收的太阳光照引导到阴面遮挡区,为后排的建筑物阴面遮挡区提供光照。
2、自动调光控制系统采用集中管理、分散控制,根据系统预编工作模式或光照强度传感器检测的服务模式,实时控制导光管每一交叉节点处的光路走向,能够实现将纵向导光管中富余的太阳光通过斜向导光管分流给相邻导光管,通过多节点互补使室内、阴面遮挡区和地下车库的光照均匀分布,保持稳定的正常光照状态。
3、通过采光罩均匀分布在建筑物的楼顶、朝阳面和东西两侧的外立面处,使采光罩从太阳升起到降落均能采集到光照,采光时间长。
4、自动调光控制系统采用无线通讯方式控制调光装置,无须布线,节省人力物力,并且操作方便。
5、遮光板可采用滑动板或者蝶形阀形状的,通过遮光板的旋转开合能够实现光通量从0~100%变化,进而能够根据照明需要调节建筑物内的光照亮度,结构简单,方便实现。
附图说明
图1是本发明的南北方向系统分布示意图;
图2是本发明的东西方向系统分布示意图;
图3是本发明的南北方向采光的光路图;
图4是本发明的多节点光线互补示意图;
图5是本发明的导光管采光结构示意图;
图6是调节装置的遮光板为滑动板形状的结构示意图;
图7是调节装置的遮光板为蝶形阀形状的结构示意图。
图中:1、采光罩;2、导光管;2a、纵向导光管;2b、斜向导光管;2c、分向导光管;3、漫射器;4、调节装置;4a、遮光板;4b、电动控制器5、自动调光系统;6、阴面遮挡区;7、地下车库;8、防雨套。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至7所示,本发明公开了一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,包括多个采光罩1、连接该采光罩1的导光管2和连接在导光管2末端的漫射器3,其特征是,还包括调光装置4和自动调光控制系统5,所述导光管2包括多个独立导光管连接而成的纵向导光管、分向导光管和斜向导光管,纵向导光管2a从上延伸至地下车库7处,分向导光管2c一端连接纵向导光管,其另一端延伸至室内和阴面遮挡区6,相邻的纵向导光管2a通过斜向导光2b管贯穿楼层连接;所述纵向导光管2a和斜向导光管2b连接的节点处设有所述调光装置4;所述自动调光控制系统5与调光装置4连接,自动调光控制系统控制调光装置来调节节点处光通量大小。
采光罩1均匀分布在建筑物的楼顶、朝阳面和东西两侧的外立面处。如图1所示,从南北方向来看采光罩1分布,在建筑物的楼顶、朝阳面和东侧边均匀分布有采光罩1,如图2所示,从东西方向来看采光罩1的分布,在建筑物的楼顶、朝阳面和东侧边均匀分布有采光罩1,相应的,导光管2的分布有,与楼顶、朝阳面和东西两侧的采光罩1连接的纵向导光管2a从上延伸至地下车库7处,分向导光管2c一端连接纵向导光管2a另一端延伸至室内和阴面遮挡区6,相邻的纵向导光管2a之间通过斜向导光管2b连接;纵向导光管2a沿着电梯井或通风管道纵向布置,斜向导光管2b沿着楼梯走道布置,分向导光管2c布置在室内吊顶上和建筑群的阴面遮挡区外立面。
本发明通过将分向导光管2c分布在建筑群的阴面遮挡区6外立面,能够将前排建筑物光照处接收的太阳光照引导到阴面遮挡区6,为后排的建筑物阴面遮挡区提供光照。
本发明的工作原理如下:在高层建筑群内部预先布置好多节点分布式导光管管路。上午,楼顶、朝阳面以及东侧的光照充足,此时,通过均匀分布在楼顶、朝阳面以及东侧墙壁上的采光罩1高效采集室外自然光线并导入建筑群间多节点互补式太阳能导光管采光系统内,经过自动调光控制系统5控制调光装置4进行重新分配,当室外光照强烈而处于西面、阴面的室内光照弱时,打开调光装置4,将纵向导光管中富余的太阳光照分流到西面和阴面导光管2内;下午,楼顶、朝阳面以及西侧的光照充足,经过调光装置4进行重新分配,当室外光照强烈而处于东面和阴面的室内光照弱时,打开调光装置4,将纵向主导光管中富余的太阳光照分流到东面和阴面导光管2内。自动调光控制系统5采用集中管理、分散控制,实时控制导光管2每一交叉节点处的光路走向,多节点互补方式能够实现将纵向导光管2a中富余的太阳光通过斜向导光管2b分流给相邻导光管2,使室内、阴面遮挡区6和地下车库7的光照均匀分布,保持稳定的正常光照状态。
从东侧边来观看南北光线示意图如图3所示,从楼顶和阳面采集的光照沿纵向导光管2a流向地下车库,纵向的光照通过斜向导光管2b分流到相邻纵向导光管2a中,光照实现多节点互补。光线多节点互补的示意图如图4所示,南面和东西两侧的光线多节点分流向北面,给阴面遮挡区6提供光照。
本发明的改进方案,所述调光装置4包括相连接的遮光板4a和电动控制器4b,所述遮光板4a可采用如图6所示的滑动板或如图7所示的蝶形阀形状。如图6所示的滑动板形状,遮光板4a设于与导光管2轴线垂直的平面上,此时遮光板4a处于关闭状态,光通量为零,当需要调节室内、阴面遮挡区6或地下车库7的光线时,自动调光控制系统5给电动控制器4b发送指令,电动控制器4b可采用小型电动机,电动控制器4b通过驱动电路来控制遮光板4a绕转轴旋转,则遮光板4a打开,光通量增加。如图7所示的蝶形阀形状,遮光板4a的两个蝶形翼处于与导光管2轴线垂直的平面上,此时遮光板4a处于关闭状态,光通量为零,当需要调节光照光线时,自动调光控制系统5给电动控制器4b发送指令,电动控制器4b通过驱动电路来控制遮光板4a的蝶形翼向上翻转,则遮光板4a打开,光通量增加。电动控制器4b控制遮光板4a的开合能够实现光通量从0~100%变化,进而能够根据照明需要调节建筑物内的光照亮度,结构简单,方便实现。
本发明的改进方案,还包括多个光照强度传感器,所述光照强度传感器分别设于建筑物外、室内、阴面遮挡区6和地下车库7,光照强度传感器分别与自动调光控制系统5连接。自动调光控制系统5根据光照强度传感器检测的结果,实时控制导光管2每一交叉节点处的光路走向,如当阴面遮挡区6或地下车库7亮度过低时,自动调光控制系统5通过调节装置4打开遮光板4a,让纵向导光管2a内光照通过斜向导光管2b分流到相邻的导光管2内,能够增强阴面遮挡区6和地下车库7的光照,使光照均匀分布,保持稳定的正常光照状态。
本发明的改进方案,所述自动调光控制系统5通过无线通讯方式连接调节装置4,所述无线通讯方式包括Zigbee、WIFI和红外。无线通讯方式无须布线,节省人力物力,并且操作方便。
本发明的改进方案,如图5所示,还包括防雨套8,防雨套8连接采光罩1和导光管2,且连接处均设有密封圈,密封圈能够提供更好的密封性。进一步的,还包括固定环,固定环连接导光管2和漫射器3,且连接处均设有密封圈。
本发明的改进方案,所述导光管2为直管或者弯管,弯管的弯曲角度为0°~90°。进一步的,导光管2的连接节点处为卡扣连接,独立导光管2的两端设有凸槽,相邻的独立导光管2通过凸槽形成卡扣连接固定,且连接处设有密封圈。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,包括多个采光罩、连接该采光罩的导光管和连接在导光管末端的漫射器,其特征是,还包括调光装置和自动调光控制系统,所述导光管包括多个纵向导光管、多个分向导光管和多个斜向导光管,纵向导光管由多个独立导光管连接而成的,纵向导光管从上延伸至地下车库处,分向导光管一端连接纵向导光管,其另一端延伸至室内和阴面遮挡区,相邻的纵向导光管同时通过多个并排的斜向导光管贯穿楼层连接;所述纵向导光管和斜向导光管连接的节点处设有所述调光装置;所述自动调光控制系统与调光装置连接,自动调光控制系统控制调光装置来调节节点处光通量大小;
所述采光罩均匀分布在建筑物的楼顶、朝阳面和东西两侧的外立面;
纵向导光管沿着电梯井或通风管道纵向设置,斜向导光管沿着楼梯走道设置,分向导光管分别设于室内吊顶上和建筑群的阴面遮挡区外立面;
分向导光管分布在建筑群的阴面遮挡区外立面,能够将前排建筑物光照处接收的太阳光照引导到阴面遮挡区,为后排的建筑物阴面遮挡区提供光照。
2.根据权利要求1所述的一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,其特征是,所述调光装置包括相连的遮光板和电动控制器,遮光板为滑动板或蝶形阀形状,电动控制器控制遮光板开合能够调节导光管透光通道截面积进而来调节透过的光通量。
3.根据权利要求1所述的一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,其特征是,还包括多个光照强度传感器,所述光照强度传感器分别设于建筑物外、室内、阴面遮挡区和地下车库,光照强度传感器分别与自动调光控制系统连接。
4.根据权利要求1所述的一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,其特征是,所述自动调光控制系统通过无线通讯方式连接调光装置,所述无线通讯方式包括Zigbee、WIFI和红外。
5.根据权利要求1所述的一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,其特征是,还包括防雨套,所述防雨套连接采光罩和导光管,且连接处均设有密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,其特征是,还包括固定环,所述固定环连接导光管和漫射器,且连接处均设有密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,其特征是,所述导光管为直管或者弯管,弯管的弯曲角度为0°~90°。
8.根据权利要求1所述的一种建筑群间多节点互补式导光管采光系统,其特征是,所述导光管的连接节点处为卡扣连接,独立导光管的两端设有凸槽,相邻的独立导光管通过凸槽形成卡扣连接固定,且连接处设有密封圈。
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